Ursachen für das Scheitern bei IP-Schutzartprüfungen | PEM
Warum Geräte bei IP-Schutzartprüfungen scheitern: Schwachstellen verstehen
Hersteller investieren erheblich in IP-Schutzartprüfungen, um sicherzustellen, dass ihre Produkte Staub, Wasser und anderen Umwelteinflüssen standhalten. Doch nicht alle Geräte bestehen diese Prüfungen—selbst solche, die für hohe IP-Schutzarten konzipiert wurden. Mängel können durch kleine Designfehler, Fertigungsungenauigkeiten oder Umweltfaktoren entstehen, die den Schutz im Laufe der Zeit beeinträchtigen.
In diesem Beitrag gehen wir auf die häufigsten Ursachen ein, warum Geräte bei IP-Schutzartprüfungen durchfallen – von fehlerhaften Dichtungen bis hin zur Werkstoffzerstörung – und wie diese Probleme vermieden werden können.
1. Probleme mit der Dichtungsintegrität
Die Dichtungen und Dichtprofile eines Gehäuses bilden die erste Verteidigungslinie gegen Staub und Wasser. Wenn diese versagen, wird der IP-Schutz beeinträchtigt.
Werkstoff der Dichtungen und Abnutzung
- Fehlerhafte Werkstoffwahl: Einige Gummidichtungen bieten guten Schutz gegen Wasser, degradieren jedoch bei Kontakt mit Ölen, Lösungsmitteln oder extremen Temperaturen.
- Abnutzung und Verschleiß: Mit der Zeit verlieren Dichtungen ihre Elastizität, trocknen aus oder reißen, wodurch kleine Öffnungen entstehen, durch die Staub und Flüssigkeit eindringen können.
- Kompressionsfehler: Übermäßig komprimierte Dichtungen (z. B. aufgrund unsachgemäßer Montage) verlieren ihre Fähigkeit, sich zurückzuziehen und eine dichte Abdichtung zu bilden.
Fehlplatzierte oder unsachgemäß installierte Dichtungen
Selbst eine hochwertige Dichtung kann versagen, wenn sie bei der Montage falsch ausgerichtet wurde. Eine verdrehte, gequetschte oder lose eingepasste Dichtung kann Lücken erzeugen, in die Verunreinigungen eindringen können, was zu einer nicht bestandenen Wasserdichtigkeitsprüfung führt.
2. Druckdifferenzen und Luftstromprobleme
Gehäuse sind internen und externen Druckschwankungen ausgesetzt, die ihre Fähigkeit, Wasser und Staub abzuhalten, beeinträchtigen.
Vakuumeffekt (Sog von Staub oder Wasser)
- Wenn ein Gehäuse schnell abkühlt (z. B. eine heiße Überwachungskamera im Freien, die plötzlichem Regen ausgesetzt ist), sinkt der interne Luftdruck. Dies kann dazu führen, dass Feuchtigkeit selbst durch die kleinsten Öffnungen eingesogen wird.
- Versiegelte Gehäuse enthalten manchmal Entlüftungsöffnungen, um den Druck zu regulieren und diesen Effekt zu verhindern.
Hydrostatischer Druck (Versagen bei Untertauchen)
Bei wasserdichten Geräten (IPX7/IPX8) können Eintauchtests unter erhöhtem Wasserdruck Schwachstellen aufzeigen. Wenn das Gerät tiefer oder länger eingetaucht wird, als es der Schutzart entspricht, dringt Wasser allmählich durch Fugen und schwache Dichtungen ein..
3. Werkstoff- und Fertigungsmängel
Selbst geringfügige Unregelmäßigkeiten bei den Werkstoffen oder der Montage können zum Durchfallen bei IP-Schutzartprüfungen führen.
Korrosion und Materialabbau
- Metallgehäuse können bei längerer Einwirkung von Feuchtigkeit und Luft korrodieren, was ihre Dichtfähigkeit beeinträchtigt.
- Kunststoffe können unter UV-Einwirkung verspröden, wodurch Risse entstehen, die das Eindringen von Staub oder Wasser ermöglichen.
Fertigungstoleranzen
- Wenn das Gehäuse eines Produkts bei der Montage nicht passgenau sitzt, können winzige Lücken entstehen, in die Flüssigkeit oder Staub eindringen kann.
- Unsaubere Schweißnähte oder mangelhafte Befestigungen bei Metallgehäusen können zu Rissen oder Schwachstellen führen.
4. Umwelt- und mechanische Belastung
Geräte, die in rauen Umgebungen eingesetzt werden, sind Vibrationen, Stößen und extremen Temperaturschwankungen ausgesetzt - all diese Faktoren können die Schutzwirkung gegen das Eindringen von Fremdkörpern und Flüssigkeiten beeinträchtigen.
Schäden durch Stöße und Vibrationen
- Dauerhafte Vibrationen – z. B. bei Industrieanlagen oder Fahrzeugen – können Dichtungen oder Schrauben lockern und so das Gehäuse anfälliger für das Eindringen von Staub oder Wasser machen.
- Ein heruntergefallenes Smartphone kann mikroskopisch kleine Risse oder verschobene Dichtungen aufweisen, wodurch die Wasserfestigkeit verringert wird - auch wenn das Gerät unversehrt erscheint.
Temperaturschwankungen und Gefrierwirkungen
- Extreme Kälte kann bestimmte Werkstoffe spröde machen und Risse verursachen.
- Dringt Feuchtigkeit in ein Gehäuse ein und gefriert, kann das sich ausdehnende Eis Dichtungen beschädigen oder die Struktur verformen.
5. Dauer und wiederholte Exposition
Auch wenn ein Produkt eine IP-Schutzartprüfung zunächst besteht, kann eine länger andauernde Belastung durch Staub, Wasser oder extreme Bedingungen die Schutzfunktionen allmählich beeinträchtigen.
- Ein Smartphone mit der Schutzart IP68 kann einige Wasserspritzer unbeschadet überstehen, verliert jedoch möglicherweise seine Wasserfestigkeit nach jahrelanger täglicher Nutzung im Regen oder Schwimmbad.
- Industriegeräte mit Schutzart IP65 halten eventuell ein bis zwei Jahre regelmäßiger Reinigung stand – doch Dichtungen verschleißen mit der Zeit und versagen schließlich.
Fazit
Das Versagen von IP-Schutzmaßnahmen geht häufig auf kleine, aber entscheidende Schwachstellen zurück—von alternden Dichtungen bis hin zu mikroskopisch kleinen Rissen. Hersteller treffen umfangreiche Vorkehrungen, doch die reale Nutzung, Umwelteinflüsse und der natürliche Verschleiß stellen selbst für besonders robuste Designs eine Herausforderung dar.
Im nächsten Beitrag stellen wir bewährte Methoden zur Verbesserung des IP-Schutzes in der Produktentwicklung und Fertigung vor.
Hier finden Sie unsere vollständige Beitragsreihe zum Thema IP-Schutzarten:
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So bestehen Produkte IP-Schutzartprüfungen
Die Wahl der Befestigungselemente ist entscheidend für den IP-Schutz